一種光學傳感器及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感檢測技術(shù)，尤其涉及一種光學傳感器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]薄膜晶體管液晶顯不器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)具有高畫質(zhì)、體積小、重量輕、低電壓驅(qū)動、低消耗功率等優(yōu)點，故已廣泛地應用于便攜式電視、行動電話、攝錄放影機、筆記本電腦、臺式顯示器以及投影電視等消費性電子或計算機產(chǎn)品中，成為顯示器的主流。對應地，TFT液晶屏是指液晶面板上的每個像素點都是由集成在其后的薄膜晶體管來驅(qū)動的。常見的TFT驅(qū)動分類主要有a-Si TFT(非晶硅)、LTPS TFT (低溫多晶硅)，而采用IGZO技術(shù)的TFT就是非晶硅驅(qū)動中的一種。在此，IGZOdndium Gallium Zinc Oxide)為銦鎵鋅氧化物的縮寫，非晶IGZO材料是用于新一代薄膜晶體管技術(shù)中的溝道層材料，是金屬氧化物面板技術(shù)的一種。
[0003]利用IGZO技術(shù)制造薄膜晶體管的溝道層材料，可以使顯示屏功耗較小，成本較低，且分辨率能夠達到全高清(full HD)乃至超高清(Ultra Definit1n，分辨率4k*2k)的級別程度。這種IGZO TFT解決了傳統(tǒng)TFT的缺陷，其對可見光不敏感，能夠大大增加組件的開口率，提高亮度并降低功耗。
[0004]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，利用IGZO TFT與SRO薄膜層相結(jié)合制作的光學傳感器(photo sensor)，在制程上以垂直堆疊方式進行，先制作TFT組件然后再堆棧上SRO組件，這樣會造成IGZO材質(zhì)的讀取TFT的閾值電壓出現(xiàn)負漂移，導致讀取TFT的噪聲偏高，進而影響光學傳感器的品質(zhì)。
[0005]有鑒于此，如何設(shè)計一種新的光學傳感器或?qū)ΜF(xiàn)有的光學傳感器進行改進，以消除上述缺陷或不足，是業(yè)內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員亟待解決的一項課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中的光學傳感器在制程上存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種新穎的、可提升傳感品質(zhì)的光學傳感器及其制造方法。
[0007]依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種光學傳感器，包括:
[0008]一基板；
[0009]一控制元件，設(shè)置于所述基板上，所述控制元件包括:
[0010]—柵極電極，位于一第一金屬層；
[0011]一柵極絕緣層，位于所述第一金屬層的上方；
[0012]一氧化物半導體層，位于所述柵極絕緣層的上方；以及
[0013]一源極電極和一漏極電極，位于一第二金屬層，該源極電極與該漏極電極對應于所述氧化物半導體層設(shè)置；以及一感光元件，設(shè)置于所述基板上，所述感光元件包括:
[0014]一下電極，位于所述第一金屬層，所述下電極藉由一第一開口電性耦接至所述漏極電極；
[0015]一 SRO薄膜層，位于所述下電極的上方；以及
[0016]一第一透明導電層，位于所述SRO薄膜層的上方，所述第一透明導電層藉由一第二開口耦接至一第二透明導電層，其中，所述SRO薄膜層的制程步驟早于所述氧化物半導體層的制程步驟。
[0017]在其中的一實施例，所述光學傳感器還包括一平坦層，用以覆蓋所述柵極絕緣層和所述第二金屬層。
[0018]在其中的一實施例，該第一開口形成于所述柵極絕緣層，以部分暴露所述感光元件的下電極。
[0019]在其中的一實施例，所述第二開口形成于所述平坦層和所述柵極絕緣層，以部分暴露所述第一透明導電層。
[0020]在其中的一實施例，所述氧化物半導體層由銦鎵鋅氧化物(IGZO)制作而成。
[0021]在其中的一實施例，所述控制元件為一薄膜晶體管。
[0022]依據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種光學傳感器的制造方法，所述光學傳感器包括一控制元件以及一感光元件，該制造方法包括以下步驟:
[0023]形成圖案化的一第一金屬層，其中，所述第一金屬層的一部分作為所述控制元件的柵極電極，另一部分作為所述感光元件的下電極；
[0024]形成一 SRO薄膜層和第一透明導電層于所述下電極的上方；
[0025]形成一柵極絕緣層以覆蓋所述柵極電極、所述下電極的一部分以及所述第一透明導電層；
[0026]形成一氧化物半導體層于所述柵極絕緣層的上方，且所述氧化物半導體層在豎直方向上位于所述柵極電極之上；
[0027]在所述柵極絕緣層中形成一第一開口，以部分暴露所述感光元件的下電極；以及
[0028]形成一第二金屬層于所述柵極絕緣層的上方，以形成一源極電極與一漏極電極，其中堆疊的所述柵極電極、所述柵極絕緣層、所述氧化物半導體層、所述源極電極以及所述漏極電極構(gòu)成所述控制元件，且所述漏極電極透過所述第一開口電性耦接至所述感光元件的下電極。
[0029]在其中的一實施例，上述形成第二金屬層于所述柵極絕緣層的上方的步驟之后，所述制造方法還包括:形成一平坦層以覆蓋所述柵極絕緣層和所述第二金屬層；在所述平坦層和所述柵極絕緣層中形成一第二開口，以部分暴露所述第一透明導電層；以及形成一第二透明導電層于所述平坦層的一部分表面，且藉由所述第二開口電性耦接至所述第一透明導電層。
[0030]在其中的一實施例，上述形成氧化物半導體層于所述柵極絕緣層上方的步驟之后，所述制造方法還包括:形成一蝕刻停止層于所述氧化物半導體層的上方。
[0031]在其中的一實施例，所述氧化物半導體層由銦鎵鋅氧化物(IGZO)制作而成。
[0032]采用本發(fā)明的光學傳感器及其制造方法，先形成圖案化的第一金屬層分別作為控制元件的柵極電極與感光元件的下電極，再形成一 SRO薄膜層和第一透明導電層于下電極的上方，之后形成諸如IGZO的氧化物半導體層于柵極絕緣層的上方，最后在柵極絕緣層中形成第一開口以部分暴露感光元件的下電極，并形成第二金屬層于柵極絕緣層的上方以產(chǎn)生一源極電極與一漏極電極。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的光學傳感器在制程上先形成SRO薄膜層，后形成氧化物半導體層，由于SRO薄膜沉積時所使用的氫氣將不會影響氧化物半導體層的元件特性，因而氧化物半導體層構(gòu)成的TFT的閾值電壓并不會出現(xiàn)負漂移。此外，SRO薄膜受到柵極絕緣層的保護，后續(xù)的低溫制程也不會影響SRO薄膜的特性。
【附圖說明】
[0033]讀者在參照附圖閱讀了本發(fā)明的【具體實施方式】以后，將會更清楚地了解本發(fā)明的各個方面。其中，
[0034]圖1A示出現(xiàn)有的光學傳感器在制造過程中形成第一金屬層的示意圖；
[0035]圖1B示出現(xiàn)有的光學傳感器在制造過程中形成氧化物半導體層的示意圖；
[0036]圖1C示出現(xiàn)有的光學傳感器在制造過程中形成蝕刻停止層的示意圖；
[0037]圖1D示出現(xiàn)有的光學傳感器在制造過程中形成第二金屬層的示意圖；
[0038]圖1E示出現(xiàn)有的光學傳感器在制造過程中形成絕緣層的示意圖；
[0039]圖1F示出現(xiàn)有的光學傳感器在制造過程中形成第一透明導電層的示意圖；
[0040]圖1G示出現(xiàn)有的光學傳感器在制造過程中形成SRO薄膜的示意圖；
[0041]圖1H示出現(xiàn)有的光學傳感器在制造過程中形成平坦層的示意圖；
[0042]圖1I示出現(xiàn)有的光學傳感器在制造過程中形成第二透明導電層的示意圖；
[0043]圖2示出光學傳感器中的SRO薄膜與氧化物半導體層的制程先后順序?qū)Ρ∧ぞw管的閾值電壓影響的曲線對比圖；
[0044]圖3示出依據(jù)本發(fā)明一實施方式的光學傳感器的制造方法的流程框圖；
[0045]圖4A示出采用圖3的制造方法形成第一金屬層的示意圖；
[0046]圖4B示出采用圖3的制造方法形成第一透明導電層的示意圖；
[0047]圖4C示出采用圖3的制造方法形成SRO薄膜的示意圖；
[0048]圖4D示出采用圖3的制造方法形成氧化物半導體層的示意圖；
[0049]圖4E示出采用圖3的制造方法形成蝕刻停止層的示意圖；
[0050]圖4F示出采用圖3的制造方法形成第一開口的示意圖；
[0051]圖4G示出采用圖3的制造方法形成第二金屬層的示意圖；
[0052]圖4H示出采用圖3的制造方法形成平坦層的示意圖；以及
[0053]圖41示出采用圖3的制造方法形成第二透明導電層的示意圖。
【具體實施方式】
[0054]為了使本申請所揭示的技術(shù)內(nèi)容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發(fā)明的下述各種具體實施例，附圖中相同的標記代表相同或相似的組件。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進行繪制。
[0055]下面參照附圖，對本發(fā)明各個方面的【具體實施方式】作進一步的詳細描述。
[0056]圖1A?圖1I為現(xiàn)有的光學傳感器的制造過程的分解示意圖。通常來說，光學傳感器包括一控制元件和一感光元件。在現(xiàn)有制程中，首先提供一基板100，并在該基板100上方形成一第一金屬層。該第一金屬層的一部分用以形成控制元件(諸如薄膜晶體管)的柵極電極200，另一部分用以形成感光元件的下電極300，如圖1A所示。接著，在第一金屬層的上方形成柵極絕緣層102，以覆蓋基板100、柵極電極200和下電極300。氧化物半導體層202形成于柵極絕緣層102的上方，如圖1B所示。
[0057]在圖1C中，形成一蝕刻停止層(Etching Stop Layer，ESL) 204于氧化物半導體層202的上方，該蝕刻停止層204在豎直方向與柵極電極200正對設(shè)置。如圖1D所示，形成一第二金屬層以覆蓋氧化物半導體層202的一部分以及柵極絕緣層102，并暴露出蝕刻停止層204的一部分。透過該第二金屬層來定義薄膜晶體管的源極電極206和漏極電極208。
[0058]在圖1E中，形成一圖案化的絕緣層210，以覆蓋柵極絕緣層102的一部分、源極電極206和漏極電極208的一部分。如此同時，該絕緣層210也暴露出漏極電極208的另一部分，這部分漏極電極208在豎直方向與下電極300正對設(shè)置。如圖1F所示，形成一 SRO(即，SrRuO3)薄膜層212在絕緣層210的上方，并在SRO薄膜層212的相應位置形成一第一透明導電層(first transparent conductive layer) 302。例如，該第一透明導電層302可以是銦錫氧化物。接著，對SRO薄膜層212進行Mask制程，以便僅保留漏極電極208的已暴露部分上方的SRO薄膜，如圖1G所示。
[0059]在圖1H中，形成一平坦層(planarizat1n layer) 104以覆蓋絕緣層210并暴露出第一透明導電層302。最后，形成一第二透明導電層(second transparent conductivelayer) 304于平坦層104的上方，該第二透明導電層304藉由開口電性耦接至第